JP3544853B2 - Print paste printing apparatus and printing method - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、印刷ペースト例えばクリーム半田を被印刷物である回路基板面上に印刷、塗布する印刷ペースト印刷装置及び印刷方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、電子回路基板の製造においてプリント基板上にチップ部品等の電子部品を半田付けする際には主にクリーム半田が使用され、このクリーム半田を所望のパターンにて印刷、塗布するためにクリーム半田印刷機が用いられる。
従来のクリーム半田印刷機100に塔載されているスキージヘッドの一例としては、図14に示す様な構成のものが挙げられる。通常、印刷動作は、スキージヘッド102が、図14における左から右へ、及び右から左へ各プリント基板5毎に交互に移動するが、この際、上記左から右への右方向印刷では右方向印刷用スキージ101aが、反対の左方向印刷では左方向印刷用スキージ101bが使用される。
このような従来のクリーム半田印刷機100による、プリント基板5へのクリーム半田の印刷動作を図14及び図15に基づいて説明する。図14及び図15において、3は所望のパターンの開口部4が形成されたマスク、5はプリント基板、6はクリーム半田7を印刷するランド、8はソルダーレジストである。尚、マスク3の上記所望のパターンとは、プリント基板5上のランド6に対応して開口部4が形成されてなるパターンをいう。
【0003】
先ず、上記右方向印刷を行う場合、開口部4とランド6とが一致するように、プリント基板5をマスク3に位置決めして重ね合わした後、左方向印刷用スキージ101bを上昇させた状態で右方向印刷用スキージ101aを下降させてスキージ先端部103をマスク3の表面3aに適正な印圧で接触させる。この状態で、右方向に沿って右方向印刷用スキージ101aを直線移動させることで、予めマスク3の表面3aに設けたクリーム半田7をマスク3の開口部4に充填させていく。右方向印刷用スキージ101aがマスク3の右端まで移動した後、プリント基板5をマスク3から離すことで印刷動作が終了する。又、上記左方向印刷を行う場合には、上述の右方向印刷と同様に、プリント基板5をマスク3に位置決めして重ね合わした後、今度は反対に右方向印刷用スキージ101aを上昇させたまま、左方向印刷用スキージ101bを下降させてスキージ先端部103を接触させる。その後の動作は上述の右方向印刷と同様である。この様に、これらの動作を各プリント基板5毎に交互に繰り返すことにより、マスク3を介して各プリント基板5のランド6上にクリーム半田7を連続して印刷、塗布するものである。
【0004】
一方、クリーム半田7は、高粘性フラックスに半田粉末を混ぜ合わせたペースト状物質である。よってクリーム半田7の種類は、上記フラックス及び上記半田粉末の種類、若しくはそれらの混合比等の組み合わせによって無数にあり、その流動特性も様々である。クリーム半田7の流動特性は、粘度で表されるのが一般的であるが、通常は定性的に表現されることも多く、粘度が低いときには軟らかいクリーム半田と呼ばれ、逆に粘度が高いときには硬いクリーム半田と呼ばれる。例えば、粘度が低いクリーム半田7では、その流動性が良いために、上記開口部4への充填の際にマスク3の裏面とプリント基板5との間の微小隙間にクリーム半田7、特にフラックスが流出し易く、プリント基板5上での印刷結果としては上記フラックスやクリーム半田7が滲んだ状態になる、いわゆる印刷滲みや、ブリッジ等の印刷不良が発生し易い。これに対し、粘度が高いクリーム半田7では、その流動性が悪いため、開口部4へクリーム半田7が充填され難くなり、未充填や印刷かすれ等の印刷不良が発生し易い。
このように、クリーム半田7の流動特性、即ち粘度により印刷品質が大きく左右されることから、従来のクリーム半田印刷工程では、クリーム半田7の購入時にメーカが添付するクリーム半田7の検査成績書に記載してある粘度を参照したり、印刷前に粘度計によりクリーム半田7の粘度を測定したり等により、クリーム半田7の粘度管理を行っているのが現状である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、回路基板の実際の生産工程でのクリーム半田印刷装置は、生産性の観点から、長時間の連続印刷を行っている。よって、マスク3の表面3a上のクリーム半田7は、上記左、右の印刷方向へ繰り返しスキージングがなされることから、常に応力を受けている。又、上記連続印刷により上記表面3a上のクリーム半田7の量は次第に減少するので、所定時間ごとに新たなクリーム半田7が補給される。又、長時間連続印刷中においては、クリーム半田印刷装置周りの雰囲気温度も変化する。
このような諸条件により、上記表面3a上のクリーム半田7の粘度はその都度変化し、又、クリーム半田7自体の経時変化等によっても変化する。したがって、従来のような、購入時の上記検査成績書による粘度値や、印刷前における粘度計での測定値等を用いた粘度管理では、印刷工程中におけるマスク3の表面3a上におけるクリーム半田7の実際の粘度を知ることはできず、連続印刷中のクリーム半田7の粘度変化により印刷不良が発生するという問題点があった。
本発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、例えばクリーム半田のような印刷ペーストの粘度変化による印刷不良の発生を防止することができる印刷ペースト印刷装置及び印刷方法を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明の第1態様である印刷ペースト印刷装置は、開口部が形成された印刷用マスクの表面をスキージが印刷方向に移動することにより上記表面上の印刷ペーストを上記印刷用マスクの裏面に位置する回路基板面に上記開口部を介して印刷し塗布する印刷ペースト印刷装置であって、
印刷時には上記表面に対して隙間を隔てた非接触な状態に先端が配置されて上記スキージと同方向に移動し、かつ該移動により上記印刷ペーストに生じる圧力を検出して上記スキージによる上記印刷ペーストの印刷中における粘度を求めるための圧力検出器を有する圧力検出用部材と、
上記圧力検出器にて測定された圧力に基づき求まる上記印刷ペーストの粘度に基づき、少なくとも上記スキージの移動速度、上記スキージと上記表面とのなす角度、上記スキージの押圧力、及び上記印刷ペーストの温度のいずれか一つを制御する制御装置と、
を備えたことを特徴とする。
【0007】
本発明の第2態様である印刷ペースト印刷方法は、印刷用マスクの表面をスキージングすることで上記印刷用マスクに形成されている開口部を介して上記表面上の印刷ペーストを上記印刷用マスクの裏面に位置する回路基板面に印刷し塗布する印刷ペースト印刷方法であって、
上記表面に対して隙間を隔てた非接触な状態に先端が配置された圧力検出用部材に設けた圧力検出器にて、上記スキージングにより塗布されている上記印刷ペーストに生じる圧力を検出して上記印刷ペーストの印刷中における粘度を測定することを特徴とする。
【0008】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施形態である印刷ペースト印刷装置及び印刷方法について図面を参照しながら以下に説明する。尚、上記印刷方法は上記印刷ペースト印刷装置にて実行されるものである。又、各図において、同一又は同様の機能を果たす構成部分については同じ符号を付し、その説明を省略する。又、本明細書において、印刷ペーストとして、粉末半田を高粘性フラックスに混ぜ合わせたペースト状半田である、クリーム半田を例に採る。よって、上記印刷ペースト印刷装置として本実施形態ではクリーム半田印刷装置を例に採り、上記印刷ペースト印刷方法としてクリーム半田印刷方法を例に採る。
【0009】
上記クリーム半田印刷装置1001は、従来のクリーム半田印刷装置の構成とほぼ同様で、図11に示すように印刷が行われる基板5を当該クリーム半田印刷装置1001へ搬入する基板搬入装置55と、搬入された基板5のX,Y,θ位置補正装置や、印刷後においてマスク3と基板5との版離れを行う版離れ装置を有するステージ部60と、基板5を支持する基板サポート装置61と、マスク3と基板5との位置合わせ用の情報を得るための基板位置補正用認識カメラ62と、スキージヘッド10と、スキージヘッド10を駆動する駆動装置76と、当該クリーム半田印刷装置1001の動作制御を行う制御装置81とを備える。又、上述の各構成部分の内、本実施形態にて特徴的な構造を有する上記スキージヘッド10及び制御装置81を除いた残りの構成部分は、従来のクリーム半田印刷装置と変わりないので、以下には主として上記スキージヘッド10及び制御装置81について説明する。尚、該クリーム半田印刷装置1001は、上述の左、右の両印刷方向にスキージが移動するタイプである。
【0010】
図1は、本実施形態におけるクリーム半田印刷装置1001におけるスキージヘッド10の周りの概略を示している。スキージヘッド10は、図14を参照した従来のスキージヘッドと同様に、右方向印刷時に使用する右方向印刷用スキージ14a及び上記左方向印刷時に使用する左方向印刷用スキージ14bを有し、さらに、クリーム半田7の印刷中において該クリーム半田7の粘度を求めるための圧力を測定する圧力検出器35を有する圧力検出用部材30を有する。
まず、印刷用スキージ14a,14bについて説明する。
印刷時においてクリーム半田7をマスク3の開口部4へ充填する印刷用スキージ14a,14bのそれぞれは、当該クリーム半田印刷装置51を構成するスキージヘッド10の台板17にそれぞれ取り付けられた印刷用スキージ用の上下駆動装置15,16の各出力軸13a,13bの先端に取り付けられており、上記上下駆動装置15,16にて、待機位置18とスキージング位置19との間で昇降可能である。尚、上記台板17は、制御装置81にて動作制御される駆動装置76にて左、右の印刷方向へ移動される。図1では、右方向印刷を行っている状態を示しているので、右方向印刷用スキージ14aがスキージング位置19に下降し、左方向印刷用スキージ14bが待機位置18に上昇した状態を図示している。右方向印刷用スキージ14a又は左方向印刷用スキージ14bがスキージング位置19に位置した状態にあっては、各スキージの先端部20a,20bは、適宜な圧力がマスク3の表面3aに印加されるような状態でマスク3の表面3aに接触し、マスク3の開口部4へのクリーム半田7の充填動作を行う。
又、上記駆動装置76、上下駆動装置15,16のそれぞれは、当該クリーム半田印刷装置51の動作制御を行う制御装置81に接続される。
【0011】
圧力検出用部材30は、上記台板17に取り付けられた圧力検出用部材用の駆動装置31の出力軸32の先端に取り付けられる。圧力検出用部材30は、マスク3の表面3aに対向する対向面を、図2に詳しく示すように、圧力検出用部材30の先端33から上記印刷方向に向かって上り傾斜となる圧力検出用斜面34とした、クサビ形状の断面を有し、本実施形態では圧力検出器35の圧力検出面35aを上記圧力検出用斜面34と同一面となるようにして上記先端33部分に圧力検出器35を埋設している。このような圧力検出器35は、本実施形態では図4に示すように、圧力検出用部材30の幅W方向におけるほぼ中央部に一つ設けられる。尚、上記幅W方向における圧力検出用部材30の配置位置及び数は、上述のものに限定されるものではない。
このような圧力検出用部材30は、図3に示すように、クリーム半田7が印刷される基板5の領域の外側、つまりマスク3上であって開口部4が形成されていない非開口領域91に対応して配置され、かつ上記幅Wは上記非開口領域91内の一部分をスキージするだけの長さである。尚、該非開口部分91であってもクリーム半田7は存在する。
又、圧力検出器35は制御装置81に接続されており、制御装置81では圧力検出器35から供給されるクリーム半田7の圧力情報(下記の「p」)に基づき、印刷中におけるクリーム半田7の粘度を求める。
【0012】
駆動装置31は、制御装置81に接続され制御装置81の制御により圧力測定時において、図2に示すように、マスク3の表面3aと圧力検出用部材30の先端33との間に寸法h2にてなる隙間H2を形成するように、圧力検出用部材30を配置する。尚、上記圧力測定中、上記隙間H2の寸法h2は変化しない。上述のように隙間H2をあけて圧力検出用部材30が配置されたとき、圧力検出用部材30の印刷方向側の側面36と上記圧力検出用斜面34との交線部分37と、上記表面3aとの隙間H1の寸法はh1となる。又、隙間H1と隙間H2との間隔はLである。
【0013】
圧力検出用部材30によって印刷中のクリーム半田7の圧力を検出可能な理由について説明する。図1に示す状態にて、矢印で示すように右方向へ圧力検出用部材30を移動させると、クリーム半田7は、上述した隙間H1側から圧力検出用部材30の上記圧力検出用斜面34へ流入して、上記隙間H2から流出する。この現象は、狭いくさび状の隙間に入り込む物質の流れを考えることにより説明することができる。即ち、図5に示す様なモデルを考える。このモデルは、軸受等における流体潤滑の説明で用いられる一般的に良く知られたモデルであるが、このモデルはちょうど圧力検出用部材30の隙間H2から隙間H1までの形態と近似している。図5において、壁体301と基準面302との流体の入口側の隙間の大きさをh、出口側の隙間の大きさをh、入口隙間と出口隙間の間隔をL、入口隙間からxの距離における壁体301と基準面302との隙間の大きさをh、壁体301の移動速度をv、流体の粘度をηとすると、流体の流れにより距離xの位置で発生する圧力pは次式で表されることが良く知られている。
p=(6ηvL/(h −h ))・((h−h)(h−h)/h)…(1)
ここで、上記(1)式におけるクリーム半田7の粘度η及び印刷速度v以外の条件である、隙間H1の寸法h1、隙間H2の寸法h2、隙間H1と隙間H2との間隔Lの各条件が一定に保たれるように圧力検出用部材30を配置すると、上記(1)式は(2)式に変形される。
p=Aηv (但し、Aは定数)
(A=(6L/(h −h ))・((h−h)(h−h)/h)…(2)
したがって、クリーム半田7の粘度ηは、下記(3)式に示すように、圧力検出用部材30によりクリーム半田7に発生する圧力pと印刷速度vで表すことができる。
η=A(p/v) (但し、Aは定数、A=1/A) …(3)
【0014】
このように圧力検出器35によるクリーム半田7の圧力検出にて印刷中のクリーム半田7の粘度測定が可能である。圧力検出用部材30を上記非開口部分91に対応して配置する理由を説明する。仮に、圧力検出用部材30を開口部4が形成されている領域に配置した場合、圧力検出用部材30により発生した圧力によって、クリーム半田7が開口部4に充填されるおそれがあり、この場合には、圧力検出用部材30及び印刷用スキージ14aにより2回の充填が行われることになり、圧力検出用部材30が通過した開口部4と通過しない開口部4とでは充填状態が異なってしまうからである。
又、回路基板5の領域内、つまり開口部4が形成されている領域では、圧力検出器35の配置近傍位置である上記先端33における隙間H2の寸法h2が開口部4の有無により変化する。よって開口部4が形成されている領域では、圧力検出器35によって検出されるクリーム半田7の圧力は変動してしまい、求めるクリーム半田7の粘度が変化してしまうからである。
これらの理由から圧力検出用部材30を上記非開口部分91に対応して配置している。
【0015】
尚、圧力検出用部材30の設置位置は、図3に示す位置に限定されるものではなく、図6に示すように、例えば印刷用スキージ14aの長手方向において印刷用スキージ14aに隣接して配置したり、又は、図7若しくは図7の側面図である図8に示すクリーム半田印刷装置1002のように、例えば印刷用スキージ14aの長手方向における端部に圧力検出用部材30を直接取り付けてもよい。このようなクリーム半田印刷装置1002では、例えば印刷用スキージ14aが充填及び掻き取りを行うとき、即ちその先端20aがマスク3の表面3aに接触したときに圧力検出用部材30の先端33と上記表面3aとの隙間寸法が上記h2となるように、圧力検出用部材30が印刷用スキージ14aに取り付けられている。又、このように圧力検出用部材30を印刷用スキージ14aに直接に取り付けることで、クリーム半田印刷装置1002では圧力検出用部材30を駆動する駆動装置31は設けていない。
【0016】
上述のように圧力検出用斜面34は上記印刷方向に向かって上り傾斜であることから、印刷時においてクリーム半田7は圧力検出用斜面34に沿って徐々に圧縮された後、上記隙間H2から排出される。よって圧力検出用部材30を通過するクリーム半田7の圧力は、図12にグラフ92にて示すように、上記先端近傍部分で最も大きくなり、又、クリーム半田7の粘度による圧力変化が最も大きい部分となる。よって圧力検出器35の配置位置は、本実施形態のように上記先端33の近傍部分とするのが好ましいが、上記先端33部分に限定されるものではない。しかしながら、上記グラフ92に示すように先端33から圧力検出用斜面34の長さの1/4〜1/3の距離を離れることでクリーム半田7の圧力が急激に低下することから、上記配置位置は、先端33から上記1/4〜1/3の距離を離れた位置までの範囲内が好ましい。
【0017】
又、図1では、右方向印刷における圧力検出用部材30の状態を示しているが、クリーム半田印刷装置1001において左方向印刷を行うときには圧力検出用部材30は図9に示す状態となる。即ち、上述のように印刷方向に向かって圧力検出用斜面34は上り傾斜とする必要から、圧力検出用部材30は駆動装置31にて出力軸32の軸回りに180度回転されて配置される。
又、このような圧力検出用部材30の回転動作を省略したタイプとして、図10に示すクリーム半田印刷装置1003を構成することができる。該クリーム半田印刷装置1003は、上述の圧力検出用部材30に代えて船底形状の断面を有する圧力検出用部材40を有し、上述の駆動装置31に代えて上記圧力検出用部材40を昇降させる駆動装置41を有する。圧力検出用部材40は、図13に示すように、図2に示す圧力検出用部材30を対称的に配置した構造であり、先端43の近傍には上記右方向印刷のときにクリーム半田7が圧縮されていく圧力検出用斜面42に圧力検出器35−1が設置され、先端43の近傍には上記左方向印刷のときにクリーム半田7が圧縮されていく圧力検出用斜面44に圧力検出器35−2が設置される。又、駆動装置41は、圧力検出用部材30の場合と同様にマスク3の表面3aに対して先端43が寸法h2の隙間H2を形成するように圧力検出用部材40を配置する。このような圧力検出用部材40を設けることで、上記右方向印刷のときには圧力検出器35−1にてクリーム半田7の圧力を検出し、上記左方向印刷のときには圧力検出器35−2にてクリーム半田7の圧力を検出する。検出された上記圧力は、上記右方向印刷のときには圧力検出器35−1から、上記左方向印刷のときには圧力検出器35−2からそれぞれ制御装置81へ送出される。
【0018】
上述のように構成されるクリーム半田印刷装置1001における動作について以下に説明する。尚、基板5の搬入動作、マスク3と基板5との位置合わせ動作、印刷用スキージ14a,14bによる印刷動作については、従来のクリーム半田印刷装置におけるこれらの動作に同様であるので、ここでの説明は省略し、ここでは主に、圧力検出用部材30に関する動作について説明する。尚、クリーム半田印刷装置1001の動作は制御装置81にて制御される。
印刷用スキージ14aによる上記右方向印刷が行なわれる場合を例として説明する。制御装置81の制御により駆動装置31が動作し、圧力検出用部材30の先端33がマスク3の表面3aに対して寸法h2にてなる隙間H2を形成するように圧力検出用部材30を配置する。又、右方向印刷を行う場合であるので、圧力検出用部材30の上記圧力検出用斜面34は、右方向に向かって上り傾斜となるように駆動装置31によって配置されている。このような状態において、スキージヘッド10を駆動する駆動装置76によりスキージヘッド10は上記右方向に所定速度にて移動される。よって、印刷用スキージ14aの右方向への移動とともに圧力検出用部材30も右方向へ移動する。よって、マスク3の表面3a上に載置されたクリーム半田7の内、基板5に対応して存在するものについては印刷用スキージ14aによってマスク3の開口部4へ充填されていく。又、マスク3の表面3a上に載置されたクリーム半田7の内、上記非開口領域91に存在するクリーム半田7は、圧力検出用部材30の上記隙間H1から上記隙間H2側へ流れ隙間H2を通過していく。このとき圧力検出用部材30の先端33の近傍に設置されている圧力検出器35にて、圧力検出用部材30の上記圧力検出用斜面34とマスク3の表面3aとに挟まれたクリーム半田7の圧力が圧力検出器35にて検出され、その圧力情報はリアルタイムにて制御装置81へ送出される。
【0019】
制御装置81は、本実施形態では供給される上記圧力情報を上記(3)式に代入することで、上記圧力情報に基づき、印刷中のクリーム半田7の粘度を求める。求めた上記粘度に基づき、クリーム半田7の粘度が印刷に適した所定の粘度よりも低下しているときには、制御装置81は、例えば、駆動装置76の作動速度を速めスキージヘッド10の移動速度を速くする、印刷用スキージ14aと上記表面3aとのなす角度αを大きくする、上下駆動装置15を駆動して印刷用スキージ14aが上記表面3aを押圧する力、即ち印圧を低くする、クリーム半田7の温度を低くする、の少なくとも一つの動作を行い、印刷速度やスキージの充填角度等の印刷条件を変更する、又は、クリーム半田7の粘度を上記印刷に適した粘度になるようにする。尚、上記クリーム半田7の温度を低くするための具体的方法としては、例えば当該クリーム半田印刷装置1001の雰囲気温度を下げる等が考えられる。一方、求めた上記粘度が、上記印刷に適した所定の粘度よりも高くなっているときには、制御装置81は、例えば、駆動装置76の作動速度を遅くしスキージヘッド10の移動速度を遅くする、上記スキージ角度αを小さくする、上下駆動装置15を駆動して上記印圧を高くする、クリーム半田7の温度を高くする、の少なくとも一つの動作を行い、上記印刷条件を変更する、又はクリーム半田7の粘度を上記印刷に適した粘度になるようにする。
【0020】
尚、制御装置81において、上記圧力情報に基づいた印刷中のクリーム半田7の粘度の求め方は、測定された上記圧力情報を上記(3)式に直接代入する方法に限定されるものではなく、他に例えば、上記圧力情報に対するクリーム半田粘度を予め算出して列挙したいわゆるテーブルを使用したり、上記圧力情報とクリーム半田粘度との関係を示すグラフを使用したり、種々の公知の方法を用いることができる。
【0021】
このようにして上記右方向印刷を実行して印刷用スキージ14aが右端まで移動した後、印刷用スキージ14aを待機位置18に配置し印刷用スキージ14bをスキージング位置19に配置し、さらに駆動装置31を作動させて左方向に向かって上記圧力検出用斜面34が上り傾斜となるように圧力検出用部材30を180度反転させる。
そして上述の右方向印刷の場合と同様に印刷動作を行いながら、圧力検出用部材30はクリーム半田7の圧力を検出し制御装置81は印刷中のクリーム半田7の粘度を求める。
【0022】
このように本実施形態では、圧力検出器35を有する圧力検出用部材30を設けることで、長時間の連続印刷によってマスク3の表面3a上のクリーム半田7の粘度が変化したときにおいても、マスク3の表面3a上のスキージングにより上記粘度をリアルタイムにて求めることでその変化をリアルタイムにて捕らえることができる。よって、クリーム半田7の粘度の変化に応じて、印刷条件を変更したり、クリーム半田7の交換、又、クリーム半田7の消費によっても圧力が変化することからクリーム半田7の補充等を適時に行うことができる。したがって、印刷不良の発生を防止することができる。
【0023】
尚、クリーム半田7の粘度測定は、上述のようにリアルタイムにて実行してもよいし、各基板5毎や、所定の印刷枚数毎に行ってもよい。
又、本実施形態では、圧力検出用部材30の上記圧力検出用斜面34は、平面であるが、これに限るものではなく、例えばマスク3の表面3a側に凸状となる曲面であってもよい。要するに、印刷方向に向かって、上記圧力検出用斜面34とマスク3の表面3aとの間の隙間における寸法が上記寸法h2よりも上記寸法h1の方が大きい、即ち、h>hの関係を有するものであれば上記圧力検出用斜面34の形状は問わない。又、圧力検出用部材30の先端33は、図示するように尖っていてもよいし、印刷方向に沿って適宜な長さにわたり上記表面3aに平行な平面を有していてもよい。
【0024】
又、本実施形態では圧力検出器35を上記圧力検出用斜面34に設けクリーム半田7の圧力を直接に検出するようにした。これは例えば圧力検出用部材30を取り替えて上記圧力検出用斜面34の面積が変化したような場合においても、圧力検出器35そのものを変更しない限りそれまでの使用により得た情報等をそのまま流用できる等の点で有利であるが、この形態に限定するものではない。即ち、クリーム半田7の圧力を検出可能な場所、例えば、圧力検出用部材30と駆動装置31の出力軸32との接続部分に、ロードセルようなセンサを取り付けることもでき、該センサから上記圧力検出用斜面34の全面に生じるクリーム半田7の圧力を検出するようにしてもよい。
【0025】
又、当該クリーム半田印刷装置1001は、左、右の両印刷方向に移動するタイプであるので、印刷用スキージ14a,14bの両方を備えるが、クリーム半田印刷装置はいずれか一方のみに移動するタイプであってもよく、その場合には移動方向に対応する印刷用スキージ14a又は印刷用スキージ14bが設けられる。
【0026】
【発明の効果】
以上、詳述したように本発明の第1態様の印刷ペースト印刷装置及び第2態様の印刷ペースト印刷方法によれば、圧力検出用部材と制御装置とを備え、上記圧力検出用部材にてスキージング中における印刷ペーストの粘度を直接に測定することから、印刷ペーストの粘度変化に対応して印刷条件を適時、適切に変更する事が可能となる。よって印刷ペーストの粘度変化に起因する印刷不良の発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態であるクリーム半田印刷装置のスキージヘッドの構造を示す図である。
【図2】図1に示す圧力検出用部材を示す図である。
【図3】図1に示す圧力検出用部材の配置位置を示す図である。
【図4】図1に示す圧力検出用部材の斜視図である。
【図5】図1に示す圧力検出用部材によるクリーム半田の充填圧力を求めるためのモデルを示す図である。
【図6】図1に示す圧力検出用部材の配置位置の変形例を示す図である。
【図7】図1に示す圧力検出用部材の配置位置の他の変形例を示す図である。
【図8】図7に示すように圧力検出用部材を配置したときの図7の側面図である。
【図9】図1に示す圧力検出用部材にて左方向印刷を実行する状態を示す図である。
【図10】図1に示す圧力検出用部材の変形例を示す図である、
【図11】図1に示すクリーム半田印刷装置の斜視図である。
【図12】図1に示す圧力検出用部材にて得られるクリーム半田の圧力分布を示す図である。
【図13】図10に示す圧力検出用部材における圧力検出器の配置位置、隙間寸法を示す図である。
【図14】従来のクリーム半田印刷装置におけるスキージヘッドを示す図である。
【図15】図14に示す印刷用スキージによってマスクの開口部へクリーム半田を充填するときのクリーム半田の状態を示す図である。
【符号の説明】
1…クリーム半田印刷装置、3…印刷用マスク、3a…表面、
5…回路基板、7…クリーム半田、
14a,14b…印刷用スキージ、
30…圧力検出用部材、31…駆動装置、33…先端、
34…圧力検出用斜面、35…圧力検出器、
81…制御装置、
1001,1002…クリーム半田印刷装置。
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a printing paste printing apparatus and a printing method for printing and applying a printing paste, for example, cream solder, on a circuit board surface as a printing object.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, when soldering electronic components such as chip components onto a printed circuit board in the manufacture of electronic circuit boards, cream solder is mainly used, and the cream solder is printed and applied in a desired pattern. A printing machine is used.
As an example of a squeegee head mounted on the conventional cream solder printing machine 100, a squeegee head having a configuration as shown in FIG. 14 is exemplified. Normally, in the printing operation, the squeegee head 102 moves alternately from left to right and from right to left in FIG. 14 for each printed circuit board 5. At this time, in the rightward printing from left to right, rightward printing is performed. The directional squeegee 101a is used, and the leftward squeegee 101b is used in the opposite leftward printing.
The printing operation of the cream solder on the printed circuit board 5 by the conventional cream solder printing machine 100 will be described with reference to FIGS. 14 and 15, reference numeral 3 denotes a mask on which an opening 4 having a desired pattern is formed, 5 denotes a printed board, 6 denotes a land on which the cream solder 7 is printed, and 8 denotes a solder resist. The desired pattern of the mask 3 refers to a pattern in which the openings 4 are formed corresponding to the lands 6 on the printed circuit board 5.
[0003]
First, when performing the rightward printing, the printed circuit board 5 is positioned on the mask 3 so that the openings 4 and the lands 6 coincide with each other, and then the leftward printing squeegee 101b is raised and the rightward printing is performed. The squeegee 101a for directional printing is lowered to bring the squeegee tip 103 into contact with the surface 3a of the mask 3 at an appropriate printing pressure. In this state, the cream solder 7 previously provided on the surface 3a of the mask 3 is filled in the opening 4 of the mask 3 by linearly moving the rightward printing squeegee 101a along the right direction. After the rightward printing squeegee 101a moves to the right end of the mask 3, the printing operation is completed by separating the printed circuit board 5 from the mask 3. In the case of performing the leftward printing, similarly to the rightward printing described above, after the printed circuit board 5 is positioned on the mask 3 and superimposed, then the rightward printing squeegee 101a is raised in the opposite direction. Then, the leftward printing squeegee 101b is lowered to bring the squeegee tip 103 into contact. The subsequent operation is the same as the above-described rightward printing. In this way, by repeating these operations alternately for each printed circuit board 5, the cream solder 7 is continuously printed and applied onto the lands 6 of each printed circuit board 5 via the mask 3.
[0004]
On the other hand, the cream solder 7 is a paste-like substance obtained by mixing a solder powder with a high-viscosity flux. Therefore, the types of the cream solder 7 are innumerable depending on the type of the flux and the type of the solder powder, or the combination of the mixing ratio thereof, and the flow characteristics thereof are various. The flow characteristics of the cream solder 7 are generally represented by viscosity, but are often qualitatively expressed. When the viscosity is low, it is called a soft cream solder, and when the viscosity is high, Called hard cream solder. For example, in the case of the cream solder 7 having a low viscosity, since the fluidity is good, the cream solder 7, in particular, the flux is filled in the minute gap between the back surface of the mask 3 and the printed board 5 when filling the opening 4. The flux and the cream solder 7 are liable to bleed out as a result of printing on the printed circuit board 5, that is, the so-called printing bleeding or printing defects such as bridges are easily generated. On the other hand, in the case of the cream solder 7 having a high viscosity, since the fluidity is poor, it is difficult to fill the cream solder 7 into the opening 4, and printing failure such as unfilling or blurred print is likely to occur.
As described above, since the printing quality is greatly affected by the flow characteristics, that is, the viscosity, of the cream solder 7, in the conventional cream solder printing process, the inspection result report of the cream solder 7 attached by the maker when the cream solder 7 is purchased. At present, the viscosity of the cream solder 7 is controlled by referring to the described viscosity or measuring the viscosity of the cream solder 7 with a viscometer before printing.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, a cream solder printing apparatus in an actual circuit board production process performs continuous printing for a long time from the viewpoint of productivity. Therefore, the cream solder 7 on the surface 3a of the mask 3 is constantly stressed because squeezing is repeatedly performed in the left and right printing directions. In addition, since the amount of the cream solder 7 on the front surface 3a is gradually reduced by the continuous printing, a new cream solder 7 is supplied every predetermined time. In addition, during continuous printing for a long time, the ambient temperature around the cream solder printing apparatus also changes.
Due to such conditions, the viscosity of the cream solder 7 on the surface 3a changes each time, and also changes with the aging of the cream solder 7 itself. Therefore, in the conventional viscosity management using the viscosity value based on the inspection report at the time of purchase, the value measured by a viscometer before printing, and the like, the cream solder 7 on the surface 3a of the mask 3 during the printing process is not used. However, there is a problem that printing failure occurs due to a change in the viscosity of the cream solder 7 during continuous printing.
The present invention has been made to solve such a problem, and provides a printing paste printing apparatus and a printing method that can prevent the occurrence of printing failure due to a change in viscosity of a printing paste such as cream solder. The purpose is to:
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In a printing paste printing apparatus according to a first aspect of the present invention, a squeegee moves in a printing direction on a surface of a printing mask in which an opening is formed, so that a printing paste on the surface is positioned on a back surface of the printing mask. A printing paste printing apparatus for printing and applying the circuit board surface through the opening portion to be applied,
At the time of printing, the tip is arranged in a non-contact state with a gap from the surface, moves in the same direction as the squeegee, and detects the pressure generated in the print paste by the movement, and the print paste by the squeegee is detected. A pressure detecting member having a pressure detector for determining the viscosity during printing of,
Based on the viscosity of the printing paste obtained based on the pressure measured by the pressure detector, at least the moving speed of the squeegee, the angle between the squeegee and the surface, the pressing force of the squeegee, and the temperature of the printing paste. A control device for controlling any one of:
It is characterized by having.
[0007]
A printing paste printing method according to a second aspect of the present invention includes the step of squeezing the surface of a printing mask to print the printing paste on the surface through an opening formed in the printing mask. A print paste printing method of printing and applying on a circuit board surface located on the back surface of
A pressure detector provided on a pressure detecting member whose tip is disposed in a non-contact state with a gap between the surface and the pressure detector detects a pressure generated in the printing paste applied by the squeezing. It is characterized in that the viscosity of the printing paste during printing is measured.
[0008]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
A printing paste printing apparatus and a printing method according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. The printing method is executed by the print paste printing apparatus. In each of the drawings, components that perform the same or similar functions have the same reference characters allotted, and description thereof will not be repeated. In the present specification, cream solder, which is a paste solder obtained by mixing powder solder with a high-viscosity flux, is taken as an example of the printing paste. Therefore, in the present embodiment, a cream solder printing device is taken as an example of the print paste printing device, and a cream solder printing method is taken as an example of the print paste printing method.
[0009]
The cream solder printing apparatus 1001 has substantially the same configuration as the conventional cream solder printing apparatus, and as shown in FIG. 11, a board loading apparatus 55 for loading a board 5 on which printing is performed into the cream solder printing apparatus 1001, and a loading apparatus 55. A stage unit 60 having a device for correcting the X, Y, and θ positions of the substrate 5, a plate separation device for separating the plate between the mask 3 and the substrate 5 after printing, a substrate support device 61 for supporting the substrate 5, A board position correcting recognition camera 62 for obtaining information for alignment between the mask 3 and the board 5, a squeegee head 10, a driving device 76 for driving the squeegee head 10, and operation control of the cream solder printing apparatus 1001 And a control device 81 for performing the control. In addition, among the above-described components, the remaining components other than the squeegee head 10 and the control device 81 having the characteristic structure in the present embodiment are the same as those of the conventional cream solder printing apparatus. The following mainly describes the squeegee head 10 and the control device 81. The cream solder printing apparatus 1001 is of a type in which a squeegee moves in both the left and right printing directions described above.
[0010]
FIG. 1 schematically shows the periphery of a squeegee head 10 in a cream solder printing apparatus 1001 according to the present embodiment. The squeegee head 10 has a rightward printing squeegee 14a used in rightward printing and a leftward printing squeegee 14b used in leftward printing, similarly to the conventional squeegee head shown in FIG. A pressure detecting member 30 having a pressure detector 35 for measuring a pressure for determining the viscosity of the cream solder 7 during printing of the cream solder 7 is provided.
First, the printing squeegees 14a and 14b will be described.
Each of the printing squeegees 14a and 14b that fills the opening 4 of the mask 3 with the cream solder 7 during printing is a printing squeegee attached to the base plate 17 of the squeegee head 10 constituting the cream solder printing apparatus 51, respectively. The upper and lower driving devices 15 and 16 are attached to the distal ends of the output shafts 13a and 13b, respectively, and can be moved up and down between the standby position 18 and the squeezing position 19 by the vertical driving devices 15 and 16. The base plate 17 is moved in the left and right printing directions by a driving device 76 whose operation is controlled by a control device 81. FIG. 1 shows a state in which rightward printing is being performed, and thus a state in which the rightward printing squeegee 14a has been lowered to the squeezing position 19 and the leftward printing squeegee 14b has been raised to the standby position 18. ing. When the rightward printing squeegee 14a or the leftward printing squeegee 14b is located at the squeezing position 19, an appropriate pressure is applied to the front surface 3a of the mask 3 at the tips 20a and 20b of each squeegee. In such a state, the mask 3 is brought into contact with the surface 3a of the mask 3 to perform the filling operation of the cream solder 7 into the opening 4 of the mask 3.
Further, each of the driving device 76 and the vertical driving devices 15 and 16 is connected to a control device 81 that controls the operation of the cream solder printing device 51.
[0011]
The pressure detecting member 30 is attached to a tip of an output shaft 32 of a driving device 31 for the pressure detecting member attached to the base plate 17. As shown in detail in FIG. 2, the pressure detecting member 30 has a pressure detecting slope having a surface facing the surface 3 a of the mask 3, which is inclined upward from the front end 33 of the pressure detecting member 30 in the printing direction. In the present embodiment, the pressure detector 35 is attached to the tip 33 so that the pressure detection surface 35a of the pressure detector 35 is flush with the pressure detection slope 34 in this embodiment. It is buried. In the present embodiment, one such pressure detector 35 is provided substantially at the center in the width W direction of the pressure detection member 30 as shown in FIG. The arrangement position and number of the pressure detecting members 30 in the width W direction are not limited to those described above.
As shown in FIG. 3, such a pressure detecting member 30 has a non-opening area 91 outside the area of the substrate 5 on which the cream solder 7 is printed, that is, on the mask 3 where the opening 4 is not formed. And the width W is long enough to squeeze a part of the non-opening area 91. The cream solder 7 exists even in the non-opening portion 91.
Further, the pressure detector 35 is connected to the control device 81. The control device 81 outputs the cream solder 7 during printing based on the pressure information (“p” described below) of the cream solder 7 supplied from the pressure detector 35. Is determined.
[0012]
The driving device 31 is connected to the control device 81 and has a dimension h2 between the surface 3a of the mask 3 and the tip 33 of the pressure detecting member 30 as shown in FIG. The pressure detecting member 30 is arranged so as to form the gap H2 formed by the pressure. During the pressure measurement, the dimension h2 of the gap H2 does not change. When the pressure detecting member 30 is arranged with the gap H2 as described above, the intersection line portion 37 between the printing direction side surface 36 of the pressure detecting member 30 and the pressure detecting slope 34, and the surface 3a The dimension of the gap H1 is h1. The distance between the gap H1 and the gap H2 is L.
[0013]
The reason why the pressure of the cream solder 7 during printing can be detected by the pressure detecting member 30 will be described. In the state shown in FIG. 1, when the pressure detecting member 30 is moved rightward as indicated by an arrow, the cream solder 7 moves from the above-described gap H1 to the pressure detecting slope 34 of the pressure detecting member 30. It flows in and flows out of the gap H2. This phenomenon can be explained by considering the flow of material into the narrow wedge-shaped gap. That is, a model as shown in FIG. 5 is considered. This model is a generally well-known model used in the description of fluid lubrication in bearings and the like, but this model is similar to the form from the gap H2 to the gap H1 of the pressure detecting member 30. In FIG. 5, the size of the gap between the wall body 301 and the reference surface 302 on the fluid inlet side is represented by h.1, The size of the gap on the exit side is h2Where L is the distance between the inlet gap and the outlet gap, h is the size of the gap between the wall 301 and the reference surface 302 at a distance x from the inlet gap, v is the moving speed of the wall 301, and η is the viscosity of the fluid. It is well known that the pressure p generated at the position of the distance x by the flow of the fluid is expressed by the following equation.
p = (6ηvL / (h1 2-H2 2)) ・ ((H1-H) (hh2) / H2)… (1)
Here, the conditions other than the viscosity η of the cream solder 7 and the printing speed v in the above equation (1) are the dimensions h1 of the gap H1, the dimension h2 of the gap H2, and the interval L between the gap H1 and the gap H2. When the pressure detecting member 30 is arranged so as to be kept constant, the above equation (1) is transformed into the equation (2).
p = A1ηv (However, A1Is a constant)
(A1= (6L / (h1 2-H2 2)) ・ ((H1-H) (hh2) / H2)… (2)
Therefore, the viscosity η of the cream solder 7 can be represented by the pressure p and the printing speed v generated in the cream solder 7 by the pressure detecting member 30 as shown in the following equation (3).
η = A2(P / v) (However, A2Is a constant, A2= 1 / A1…… (3)
[0014]
As described above, the viscosity of the cream solder 7 during printing can be measured by detecting the pressure of the cream solder 7 by the pressure detector 35. The reason why the pressure detecting member 30 is disposed corresponding to the non-opening portion 91 will be described. If the pressure detecting member 30 is arranged in a region where the opening 4 is formed, the cream solder 7 may fill the opening 4 due to the pressure generated by the pressure detecting member 30. In this case, Is filled twice by the pressure detecting member 30 and the printing squeegee 14a, and the filling state differs between the opening 4 through which the pressure detecting member 30 has passed and the opening 4 not passing through. Because.
In the area of the circuit board 5, that is, in the area where the opening 4 is formed, the dimension h2 of the gap H2 at the tip 33, which is a position near the arrangement of the pressure detector 35, changes depending on the presence or absence of the opening 4. Therefore, in the region where the opening 4 is formed, the pressure of the cream solder 7 detected by the pressure detector 35 fluctuates, and the required viscosity of the cream solder 7 changes.
For these reasons, the pressure detecting member 30 is arranged corresponding to the non-opening portion 91.
[0015]
The installation position of the pressure detecting member 30 is not limited to the position shown in FIG. 3, and as shown in FIG. 6, for example, it is disposed adjacent to the printing squeegee 14a in the longitudinal direction of the printing squeegee 14a. For example, even if the pressure detecting member 30 is directly attached to the longitudinal end of the printing squeegee 14a as in the cream solder printing apparatus 1002 shown in FIG. 7 or FIG. 8 which is a side view of FIG. Good. In such a cream solder printing apparatus 1002, for example, when the printing squeegee 14a performs filling and scraping, that is, when the tip 20a contacts the surface 3a of the mask 3, the tip 33 of the pressure detection member 30 and the surface The pressure detecting member 30 is attached to the printing squeegee 14a such that the gap dimension with respect to 3a is h2. Further, since the pressure detecting member 30 is directly attached to the printing squeegee 14a in this manner, the cream solder printing apparatus 1002 does not include the driving device 31 for driving the pressure detecting member 30.
[0016]
As described above, since the pressure detecting slope 34 is inclined upward in the printing direction, during printing, the cream solder 7 is gradually compressed along the pressure detecting slope 34 and then discharged from the gap H2. Is done. Therefore, the pressure of the cream solder 7 passing through the pressure detecting member 30 becomes the largest in the vicinity of the tip, as shown by a graph 92 in FIG. 12, and the pressure change due to the viscosity of the cream solder 7 is the largest. It becomes. Therefore, the disposition position of the pressure detector 35 is preferably in the vicinity of the tip 33 as in the present embodiment, but is not limited to the tip 33 portion. However, as shown in the graph 92, when the distance from the tip 33 to the distance of 1/4 to 1/3 of the length of the pressure detecting slope 34 is reduced, the pressure of the cream solder 7 is rapidly decreased. Is preferably in a range from the tip 33 to a position apart from the above-mentioned distance of 1/4 to 1/3.
[0017]
FIG. 1 shows the state of the pressure detecting member 30 in rightward printing, but when performing leftward printing in the cream solder printing apparatus 1001, the pressure detecting member 30 is in the state shown in FIG. That is, since the pressure detecting slope 34 needs to be inclined upward in the printing direction as described above, the pressure detecting member 30 is arranged to be rotated by 180 degrees about the output shaft 32 by the driving device 31. .
Further, as a type in which the rotation operation of the pressure detecting member 30 is omitted, a cream solder printing apparatus 1003 shown in FIG. 10 can be configured. The cream solder printing apparatus 1003 has a pressure detection member 40 having a cross section of a ship bottom instead of the above-described pressure detection member 30, and moves the pressure detection member 40 up and down instead of the above-described driving device 31. It has a driving device 41. As shown in FIG. 13, the pressure detection member 40 has a structure in which the pressure detection members 30 shown in FIG. 2 are symmetrically arranged. A pressure detector 35-1 is provided on the pressure detecting slope 42 being compressed, and a pressure detector 44 is provided near the tip 43 on the pressure detecting slope 44 where the cream solder 7 is compressed during the above-described leftward printing. 35-2 is installed. Further, the driving device 41 arranges the pressure detecting member 40 such that the front end 43 forms a gap H2 having the dimension h2 with respect to the surface 3a of the mask 3 as in the case of the pressure detecting member 30. By providing such a pressure detecting member 40, the pressure of the cream solder 7 is detected by the pressure detector 35-1 during the rightward printing, and the pressure detector 35-2 during the leftward printing. The pressure of the cream solder 7 is detected. The detected pressure is sent to the control device 81 from the pressure detector 35-1 during the rightward printing and from the pressure detector 35-2 during the leftward printing.
[0018]
The operation of the cream solder printing apparatus 1001 configured as described above will be described below. The operation of loading the substrate 5, the operation of aligning the mask 3 with the substrate 5, and the operation of printing with the printing squeegees 14a and 14b are the same as those of the conventional cream solder printing apparatus. The description is omitted, and here, the operation related to the pressure detecting member 30 will be mainly described. The operation of the cream solder printing apparatus 1001 is controlled by the control device 81.
The case where the rightward printing is performed by the printing squeegee 14a will be described as an example. The drive device 31 is operated under the control of the control device 81, and the pressure detection member 30 is arranged so that the tip 33 of the pressure detection member 30 forms a gap H2 having a dimension h2 with respect to the surface 3a of the mask 3. . Further, since rightward printing is performed, the pressure detecting slope 34 of the pressure detecting member 30 is arranged by the driving device 31 so as to be inclined upward to the right. In such a state, the squeegee head 10 is moved rightward at a predetermined speed by the driving device 76 for driving the squeegee head 10. Therefore, the pressure detecting member 30 also moves rightward as the printing squeegee 14a moves rightward. Therefore, of the cream solder 7 placed on the surface 3 a of the mask 3, the cream solder 7 corresponding to the substrate 5 is filled into the opening 4 of the mask 3 by the printing squeegee 14 a. Also, of the cream solder 7 placed on the surface 3 a of the mask 3, the cream solder 7 existing in the non-opening area 91 flows from the gap H 1 of the pressure detecting member 30 to the gap H 2 side and the gap H 2 Pass through. At this time, the cream solder 7 sandwiched between the pressure detection slope 34 of the pressure detection member 30 and the surface 3a of the mask 3 is detected by a pressure detector 35 installed near the tip 33 of the pressure detection member 30. Is detected by the pressure detector 35, and the pressure information is sent to the control device 81 in real time.
[0019]
The control device 81 obtains the viscosity of the cream solder 7 during printing based on the pressure information by substituting the pressure information supplied in the present embodiment into the equation (3). Based on the obtained viscosity, when the viscosity of the cream solder 7 is lower than a predetermined viscosity suitable for printing, the control device 81 increases the operating speed of the driving device 76 and decreases the moving speed of the squeegee head 10, for example. Cream solder for increasing the speed, increasing the angle α between the printing squeegee 14a and the surface 3a, and driving the vertical drive unit 15 to lower the force with which the printing squeegee 14a presses the surface 3a, that is, the printing pressure. At least one operation of lowering the temperature of 7 is performed to change the printing conditions such as the printing speed and the filling angle of the squeegee, or to make the viscosity of the cream solder 7 suitable for the printing. As a specific method for lowering the temperature of the cream solder 7, for example, lowering the ambient temperature of the cream solder printing apparatus 1001 can be considered. On the other hand, when the obtained viscosity is higher than the predetermined viscosity suitable for the printing, the control device 81 decreases the operating speed of the driving device 76 and the moving speed of the squeegee head 10, for example, At least one operation of reducing the squeegee angle α, driving the vertical driving device 15 to increase the printing pressure, and increasing the temperature of the cream solder 7 is performed to change the printing conditions, or The viscosity of 7 is adjusted to a viscosity suitable for the printing.
[0020]
The method of obtaining the viscosity of the cream solder 7 during printing based on the pressure information in the control device 81 is not limited to the method of directly substituting the measured pressure information into the above equation (3). In addition, for example, using a so-called table listing and calculating the cream solder viscosity for the pressure information in advance, using a graph showing the relationship between the pressure information and the cream solder viscosity, and various known methods Can be used.
[0021]
After the printing in the right direction is performed and the printing squeegee 14a moves to the right end in this manner, the printing squeegee 14a is arranged at the standby position 18, the printing squeegee 14b is arranged at the squeezing position 19, and By actuating 31, the pressure detecting member 30 is turned 180 degrees so that the pressure detecting slope 34 is inclined upward toward the left.
Then, while performing the printing operation in the same manner as in the above-described rightward printing, the pressure detecting member 30 detects the pressure of the cream solder 7 and the control device 81 obtains the viscosity of the cream solder 7 during printing.
[0022]
As described above, in the present embodiment, by providing the pressure detecting member 30 having the pressure detector 35, even when the viscosity of the cream solder 7 on the surface 3a of the mask 3 changes due to continuous printing for a long time, the mask can be used. By calculating the viscosity in real time by squeezing on the surface 3a of 3, the change can be captured in real time. Therefore, the printing conditions are changed in accordance with the change in the viscosity of the cream solder 7, the cream solder 7 is exchanged, and the pressure is also changed by the consumption of the cream solder 7. It can be carried out. Therefore, occurrence of printing failure can be prevented.
[0023]
The measurement of the viscosity of the cream solder 7 may be performed in real time as described above, or may be performed for each substrate 5 or for a predetermined number of printed sheets.
In the present embodiment, the pressure detecting slope 34 of the pressure detecting member 30 is a flat surface. However, the present invention is not limited to this. For example, the pressure detecting slope 34 may be a curved surface protruding toward the surface 3 a of the mask 3. Good. In short, the dimension h1 is larger in the gap between the pressure detection slope 34 and the surface 3a of the mask 3 in the printing direction than the dimension h2, that is, h1> H2The shape of the pressure detecting slope 34 does not matter as long as it has the following relationship. The tip 33 of the pressure detecting member 30 may be sharp as shown, or may have a plane parallel to the surface 3a over an appropriate length along the printing direction.
[0024]
Further, in this embodiment, the pressure detector 35 is provided on the pressure detecting slope 34 so as to directly detect the pressure of the cream solder 7. For example, even when the pressure detecting member 30 is replaced and the area of the pressure detecting slope 34 changes, the information and the like obtained by the previous use can be diverted as long as the pressure detector 35 itself is not changed. However, the present invention is not limited to this mode. That is, a sensor such as a load cell can be attached to a location where the pressure of the cream solder 7 can be detected, for example, a connection portion between the pressure detection member 30 and the output shaft 32 of the driving device 31. The pressure of the cream solder 7 generated on the entire surface of the use slope 34 may be detected.
[0025]
Also, the cream solder printing apparatus 1001 is of a type that moves in both the left and right printing directions, and therefore includes both the printing squeegees 14a and 14b, but the cream solder printing apparatus moves in only one of them. In that case, a printing squeegee 14a or a printing squeegee 14b corresponding to the moving direction is provided.
[0026]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the print paste printing apparatus of the first aspect and the print paste printing method of the second aspect of the present invention, the pressure paste member and the control device are provided, and the pressure detection member is used for skiing. Since the viscosity of the print paste is directly measured during jigging, it is possible to appropriately and appropriately change the printing conditions in accordance with the change in the viscosity of the print paste. Therefore, it is possible to prevent the occurrence of printing failure due to a change in the viscosity of the printing paste.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a structure of a squeegee head of a cream solder printing apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a view showing a pressure detecting member shown in FIG. 1;
FIG. 3 is a view showing an arrangement position of a pressure detecting member shown in FIG. 1;
FIG. 4 is a perspective view of the pressure detecting member shown in FIG.
FIG. 5 is a view showing a model for obtaining a filling pressure of cream solder by the pressure detecting member shown in FIG. 1;
FIG. 6 is a view showing a modification of the arrangement position of the pressure detecting member shown in FIG.
FIG. 7 is a view showing another modification of the arrangement position of the pressure detecting member shown in FIG.
8 is a side view of FIG. 7 when a pressure detecting member is arranged as shown in FIG. 7;
FIG. 9 is a diagram illustrating a state in which leftward printing is performed by the pressure detecting member illustrated in FIG. 1;
FIG. 10 is a view showing a modification of the pressure detecting member shown in FIG. 1;
FIG. 11 is a perspective view of the cream solder printing apparatus shown in FIG. 1;
FIG. 12 is a view showing a pressure distribution of cream solder obtained by the pressure detecting member shown in FIG.
FIG. 13 is a diagram showing an arrangement position and a gap size of a pressure detector in the pressure detecting member shown in FIG.
FIG. 14 is a view showing a squeegee head in a conventional cream solder printing apparatus.
15 is a diagram showing a state of the cream solder when filling the opening of the mask with the cream solder by the printing squeegee shown in FIG. 14;
[Explanation of symbols]
1 ... cream solder printing device, 3 ... printing mask, 3a ... surface,
5 ... circuit board, 7 ... cream solder,
14a, 14b ... printing squeegee,
30: Pressure detecting member, 31: Drive device, 33: Tip,
34 ... Slope for pressure detection, 35 ... Pressure detector,
81 ... Control device,
1001, 1002 ... cream solder printing apparatus.

Claims (7)

開口部が形成された印刷用マスク(3)の表面(3a)をスキージ(14a,14b)が印刷方向に移動することにより上記表面上の印刷ペースト(7)を上記印刷用マスクの裏面に位置する回路基板面に上記開口部を介して印刷し塗布する印刷ペースト印刷装置であって、
印刷時には上記表面に対して隙間(H2)を隔てた非接触な状態に先端(33)が配置されて上記スキージと同方向に移動し、かつ該移動により上記印刷ペーストに生じる圧力を検出して上記スキージによる上記印刷ペーストの印刷中における粘度を求めるための圧力検出器(35)を有する圧力検出用部材(30)と、
上記圧力検出器にて測定された圧力に基づき求まる上記印刷ペーストの粘度に基づき、少なくとも上記スキージの移動速度、上記スキージと上記表面とのなす角度、上記スキージの押圧力、及び上記印刷ペーストの温度のいずれか一つを制御する制御装置(81)と、
を備えたことを特徴とする印刷ペースト印刷装置。
When the squeegees (14a, 14b) move in the printing direction on the front surface (3a) of the printing mask (3) in which the openings are formed, the printing paste (7) on the front surface is positioned on the back surface of the printing mask. A printing paste printing apparatus for printing and applying the circuit board surface through the opening to the
At the time of printing, the tip (33) is arranged in a non-contact state with a gap (H2) from the surface, moves in the same direction as the squeegee, and detects the pressure generated in the print paste by the movement. A pressure detection member (30) having a pressure detector (35) for determining a viscosity of the printing paste during printing by the squeegee;
Based on the viscosity of the printing paste obtained based on the pressure measured by the pressure detector, at least a moving speed of the squeegee, an angle between the squeegee and the surface, a pressing force of the squeegee, and a temperature of the printing paste. A control device (81) for controlling any one of:
A printing paste printing apparatus comprising:
上記圧力検出用部材は、上記印刷用マスクにおいて上記開口部が形成されていない非開口領域(91)に対応する位置に配置される、請求項1記載の印刷ペースト印刷装置。2. The printing paste printing apparatus according to claim 1, wherein the pressure detecting member is arranged at a position corresponding to a non-opening area in which the opening is not formed in the printing mask. 3. 上記圧力検出用部材は、上記印刷方向において上記スキージの前方に配置される、請求項1又は2記載の印刷ペースト印刷装置。The printing paste printing apparatus according to claim 1, wherein the pressure detection member is disposed in front of the squeegee in the printing direction. 上記圧力検出用部材における上記マスクの表面への対向面は、上記印刷方向に向かって上記先端から上り傾斜となる圧力検出用斜面(34)を形成しており、上記圧力検出器は上記圧力検出用斜面に設置されている、請求項1ないし3のいずれかに記載の印刷ペースト印刷装置。A surface of the pressure detection member facing the surface of the mask forms a pressure detection slope (34) that is inclined upward from the front end in the printing direction, and the pressure detector detects the pressure detection. The printing paste printing apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the printing paste printing apparatus is installed on a slope for use. 上記圧力検出器は上記斜面の上記先端近傍に埋設されている、請求項4記載の印刷ペースト印刷装置。The printing paste printing apparatus according to claim 4, wherein the pressure detector is embedded near the tip of the slope. 印刷用マスク(3)の表面(3a)をスキージングすることで上記印刷用マスクに形成されている開口部を介して上記表面上の印刷ペースト(7)を上記印刷用マスクの裏面に位置する回路基板面に印刷し塗布する印刷ペースト印刷方法であって、
上記表面に対して隙間(H2)を隔てた非接触な状態に先端(33)が配置された圧力検出用部材(30)に設けた圧力検出器(35)にて、上記スキージングにより塗布されている上記印刷ペーストに生じる圧力を検出して上記印刷ペーストの印刷中における粘度を測定することを特徴とする印刷ペースト印刷方法。
By squeezing the front surface (3a) of the printing mask (3), the printing paste (7) on the front surface is positioned on the back surface of the printing mask through an opening formed in the printing mask. A printing paste printing method for printing and applying on a circuit board surface,
It is applied by the above-mentioned squeezing by a pressure detector (35) provided on a pressure detection member (30) in which a tip (33) is disposed in a non-contact state with a gap (H2) from the surface. A printing method for printing a printing paste, comprising detecting a pressure generated in the printing paste and measuring a viscosity of the printing paste during printing.
測定された上記印刷ペーストの粘度に基づき、少なくとも上記スキージングの速度、上記スキージングを行うスキージと上記表面とのなす角度、上記印刷ペーストの上記開口部への充填圧力、及び上記印刷ペーストの温度のいずれか一つを制御する、請求項6記載の印刷ペースト印刷方法。Based on the measured viscosity of the print paste, at least the speed of the squeegee, the angle between the squeegee performing the squeegee and the surface, the filling pressure of the print paste into the opening, and the temperature of the print paste The print paste printing method according to claim 6, wherein any one of the following is controlled.
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